【文章內(nèi)容簡介】 則輸出低電平。電壓比較器輸入是線性量，而輸出是開關(guān)（高低電平）量。一般應(yīng)用中，有時(shí)也可以用線性運(yùn)算放大器，在不加負(fù)反饋的情況下，構(gòu)成電壓比較器來使用。 光敏電阻光敏（photovaristor）又叫光感電阻，是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時(shí)，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子—空穴對增加了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強(qiáng)，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子—空穴對將逐漸復(fù)合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值。6 檢測模塊設(shè)計(jì)檢測模塊檢測準(zhǔn)確性是太陽能全天候跟蹤準(zhǔn)確跟蹤的基礎(chǔ)，所以太陽定位十分重要。：l 最大能量積分，如圖61所示。l “多元法三維”太陽自動(dòng)跟蹤系統(tǒng) 如圖62所示。l 兩者結(jié)合如圖63所示。 圖61 “多元法”太陽能定位裝置圖 圖62 單方向定位裝置示意圖圓筒里面光敏電阻光敏電阻圖63 “二者結(jié)合”示意圖三種方案逐一比較，“兩者結(jié)合”方案控制方便，檢測準(zhǔn)確，而且制作簡單，所以檢測模塊的太陽定位模式采用“二者結(jié)合”的方案。正中央的光敏電阻中心線與電池板垂直，最邊上的兩上光敏電阻的連線與板的夾角q可由下公式確定 ：a——某地黃昏時(shí)電池板與地面的夾角，（電池板的極大轉(zhuǎn)角） b——當(dāng)?shù)卦绯抗饩€與地面的夾角（太陽高度角） R——半圓柱體的半徑 L——電池板的長度 圖64 q角的計(jì)算圖7 全天候太陽能跟蹤系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)電源供給系統(tǒng)是為太陽跟蹤系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)提供能源的裝置，而在本系統(tǒng)中既涉及到信號電信號，又涉及到功率電信號，為了保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定正常的工作，電源的設(shè)計(jì)部分也是一個(gè)關(guān)鍵要解決的問題。：綜合電源的質(zhì)量、重量及價(jià)格等因素，選用220V TO 15V集成電源模塊組作為15V直流電源，5V是15V電源經(jīng)LM7805線性穩(wěn)壓得到。在信號處理的部分，由于單片機(jī)和檢測模塊需要的是5V的電源，而電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分需要的是15V的電源，所以我們在系統(tǒng)中采用LM7805模塊，實(shí)現(xiàn)了15V和5V的轉(zhuǎn)換，如圖71所示。 圖71 電源電路圖：此方案在接通電源后LM7805發(fā)熱量大，造成功耗很大，太陽能全天候跟蹤系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)為強(qiáng)干擾源，電壓源共地很容易給單片機(jī)系統(tǒng)帶來干擾。為了提高單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性就采用獨(dú)立的5V電壓給單片機(jī)供電，而單片機(jī)系統(tǒng)所需的5V直流電源則由4節(jié)超霸蓄電池串聯(lián) (畢業(yè)演示時(shí)由電腦USB) 提供，～，很適合單片機(jī)系統(tǒng)的供電。8 系統(tǒng)的組成原理本課題接收系由運(yùn)算放大器LM324N、LM358，可調(diào)電阻，光敏電阻，普通電阻組成。電路原理圖如圖81所示。接收系統(tǒng)主要功能是對不同強(qiáng)度光線進(jìn)行感應(yīng)，把陽光強(qiáng)度轉(zhuǎn)化成電壓伏特值，將把感應(yīng)的伏特值與我們設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。如果感應(yīng)的伏特值比我們設(shè)定的值，接收系統(tǒng)將輸出一個(gè)信號給單片機(jī)，單片機(jī)接收到該信號后進(jìn)行處理，然后控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)接收板沿光線強(qiáng)烈地方轉(zhuǎn)，直到九個(gè)感敏電阻感應(yīng)光線強(qiáng)度一樣。該電路中的核心元件是光敏電阻，它可以把不同強(qiáng)度光線轉(zhuǎn)化成不同幅值的電壓。合適調(diào)整可調(diào)電阻的值，當(dāng)陽光照到光敏電阻R1比照到光敏電阻R2或其他光敏電阻，比較器LM324或LM358將輸出一個(gè)信號給單片機(jī)。也即照到這個(gè)九個(gè)光敏電阻光線強(qiáng)度不一樣。單片機(jī)將會(huì)控制接收板向陽光強(qiáng)度地方偏轉(zhuǎn)，直到它們受光強(qiáng)度一樣。（不要遮光板，光強(qiáng)能有差別嗎？）光敏電阻R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9感應(yīng)環(huán)境光度，耦合比較器LM324N,LM358進(jìn)行比較，,。,～。單片機(jī)根據(jù)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，,，控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。圖8—1 接收系統(tǒng)的電路原理 用戶控制系統(tǒng)用戶控制系統(tǒng)主要功能是實(shí)現(xiàn)設(shè)定系統(tǒng)時(shí)間，系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)定時(shí)間旋轉(zhuǎn)接收板，實(shí)現(xiàn)全天候跟蹤太陽。按鍵與單片機(jī)輸入端口及相應(yīng)功能對應(yīng)關(guān)系如表8—2所示。表8—2 按鍵與單片機(jī)輸入端口及相應(yīng)功能對應(yīng)關(guān)系開關(guān)按鍵單片機(jī)端口對應(yīng)功能 K1 調(diào)節(jié)時(shí)間按鈕K2 確定時(shí)間K3 時(shí)間的增減系統(tǒng)默認(rèn)時(shí)間是00:00，當(dāng)系統(tǒng)通電時(shí)，如果時(shí)間與實(shí)際時(shí)間不對，用戶可以通過控制按鈕進(jìn)行時(shí)間調(diào)整。當(dāng)按下K1鍵時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入調(diào)節(jié)時(shí)間狀態(tài)，按K3鍵進(jìn)行時(shí)間調(diào)整。系統(tǒng)首先對小時(shí)進(jìn)行調(diào)整，用戶每按K3一次，系統(tǒng)增加一小時(shí)，并且蜂鳴器“滴“一聲，提醒用戶系統(tǒng)時(shí)間已經(jīng)增加1了。小時(shí)調(diào)整完畢，用戶按K2進(jìn)行確認(rèn)，同時(shí)蜂鳴器”滴“一聲，系統(tǒng)進(jìn)入分鐘調(diào)整，同樣，用戶每按K3一次，系統(tǒng)時(shí)間增加一分鐘，同時(shí)蜂鳴器也滴一聲。當(dāng)時(shí)間調(diào)整完畢，用戶按K1，蜂鳴器”滴“一聲系統(tǒng)退出時(shí)間調(diào)整狀態(tài)，如圖82所示。圖82 按鈕及蜂鳴器原理圖： 顯示系統(tǒng)單片機(jī)剛上電，顯示屏顯示太陽能全天候跟蹤系統(tǒng)（Automatic Tracked，System of Sun），過了3秒鐘，顯示系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間和工作狀態(tài)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，顯示自動(dòng)跟蹤，運(yùn)行狀態(tài)（Automatic Tracked，RUNNING，當(dāng)前時(shí)間），當(dāng)電機(jī)停止時(shí),顯示（Automatic Tracked，STOP和當(dāng)前時(shí)間）。顯示屏與單片機(jī)連接原理圖如圖83所示。圖83 顯示屏與單片機(jī)連接原理圖9系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)主要是通過C語言編程實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對步進(jìn)電機(jī)控制以及系統(tǒng)狀態(tài)的顯示。軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖91所示。開 始LCD初始化端口初始化開中斷==1YSEK4=1amp。K3=0或K8=1amp。K7=0電機(jī)向東轉(zhuǎn)并顯示RUNNINGNO==1YESK3=1amp。K4=0或K7=1amp。K8=0電機(jī)向西轉(zhuǎn)并顯示 RUNNING返回并重新檢測各輸入端口NO=1電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)并顯示STOPNOYES圖91 軟件設(shè)計(jì)流程圖 中斷處理關(guān)中斷=0=1=0加一小時(shí)同時(shí)響一聲開中斷并返回加一分鐘同時(shí)響一聲=1YSEYESYESYSENONONO NO 圖92 外部中斷2 中斷處理中斷處理顯示時(shí)間退出中斷并返回退出中斷并返回 定時(shí)器1中斷 定時(shí)器0中斷圖93 外部中斷2 圖94 外部中斷2：include //51芯片管腳定義頭文件include //內(nèi)部包含延時(shí)函數(shù) _nop_()。define uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine delayNOP()。 {_nop_()。_nop_()。_nop_()。_nop_()。}。uchar n, m,data_temp1,data_temp2,flag。uchar cout0=0,cout1=0,cout2=0。/********************************************************//* /* 定義電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)序 /* /********************************************************/uchar code FFW[8]={0x1F,0x3F,0x2F,0x6F,0x4F,0xCF,0x8F,0x9F}。uchar code REV[8]={0x9F,0x8F,0xCF,0x4F,0x6F,0x2F,0x3F,0x1F}。uchar code timer[2]={15,100}。 /********************************************************//* /* 光敏電阻與單片機(jī)接口定義 /* /********************************************************/sbit K1 =P1^0。sbit K2 =P1^1。sbit K3 =P1^2。sbit K4 =P1^3。 sbit K5 = P1^4。 sbit K6 = P1^5。 sbit K7 = P1^6。 sbit K8 = P1^7。 sbit K9 = P3^1。 /********************************************************//* /* 按鈕端口定義 /* /********************************************************/ sbit STIMER=P3^7。//時(shí)間確定sbit ATIMER=P2^3。//調(diào)節(jié)時(shí)間sbit BEEP=P3^3。//外部中斷和風(fēng)鳴器sbit PULE = P3^2。 // T1發(fā)出脈沖接口/********************************************************//* /* 方位角電機(jī)接口定義 /* /********************************************************/sbit DIR=P3^5。 //第二個(gè)電機(jī)的控制線接口sbit PLS=P3^6。/********************************************************//* /* LCD控制端口定義 /* /********************************************************/sbit LCD_RS = P2^0。 //lcd接口 sbit LCD_RW = P2^1。sbit LCD_EN = P2^2。/********************************************************//* /* LCD顯示字符定義 /* /********************************************************/uchar code cdis1[ ] = {Automatic Tracked}。uchar code cdis2[ ] = { System of Sun}。uchar code cdis3[ ] = { 00:00}。uchar code cdis4[ ] = { STOP }。uchar code cdis5[ ] = {RUNNING }。/********************************************************//* /* ，程序 /* /**********************************